面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法及系统与流程

本发明涉及电力系统规划，具体而言，涉及面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法及系统。

背景技术：

1、新型电力系统转型的背景下，为加强对新能源发电的消纳能力，更多的储能、可调负荷、灵活性机组被纳入到了电力系统规划的考虑范畴内。灵活多变的系统运行方式对新型电力系统的规划工作提出了相应的挑战，如何在计及源网荷储各环节协同运行作用下进行电力系统的规划决策成为了解题的关键。

2、然而，现今的规划工作仍通过断面式的方式开展，主要依据年典型日下的电力供需情况、系统可靠性情况判定规划年的规划实施路径。这样的规划方式，在如今电源侧、储能侧、负荷侧的灵活性越来越高的背景下，已无法再满足规划需要。例如，只考虑典型时间断面的电力电量平衡情况，会忽视风、光出力波动下导致的系统消纳、稳定运行风险，也无法兼顾储能、负荷侧灵活调度空间的调度优化、调济能力。

3、因此，需要对电力系统规划方案进行优化改进，实现更准确、全面的电力系统规划方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法及系统，其目的是实现更准确、全面的电力系统规划方案。

2、本发明首先提供面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法，通过以下技术方案实现：

3、面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法，包括以下步骤：

4、采集电力系统运行各环节设备的基础数据及特性参数数据，管理元件库；

5、根据所述元件库搭建电力系统拓扑结构并进行展示；

6、根据所述基础数据及特性参数数据进行场景预测，包括新能源机组出力预测和负荷预测；

7、根据所述场景预测的结果以及所述基础数据及特性参数数据建立投资成本最小化目标函数及对应的约束模型，求解获取规划方案。

8、优选地，所述进行电力系统拓扑结构的搭建的方法为：

9、在所述元件库中通过拉拽基础图元构建电力系统网架拓扑模型，形成所述电力系统拓扑结构。

10、优选地，进行所述新能源机组出力预测的方法为：

11、所述新能源机组出力预测包括风力出力预测和光伏出力预测；

12、获取所述风力出力预测：

13、pwindi,m,y＝capwindi,m,*ui,t；

14、

15、其中，pwindi,m,y为第i个风电机组在第y年第m月的总出力，pwindi,y为第y年的第i个风电机组总出力；capwindi,,为第i个风电机组在第y年第m月的装机容量，ui,t为第i个风电机组在t时刻对应的出力曲线标幺值；

16、获取所述光伏出力预测：

17、ppvi,m,y＝cappvi,m,y*vi,t；

18、

19、其中，ppvi,m,y代表第i个光伏电机在第y年第m月的组总出力，ppvi,y为第y年的第i个光伏电机组总出力，cappvi,m,为第i个光伏电机组在第y年第m月的装机容量，vi,t为第i个光伏电机组在t时刻对应的出力曲线标幺值。

20、优选地，进行所述负荷预测的方法为：

21、loadmax,,＝loadmax,,+loadnew,)*(1+α)；

22、loadi,k,l,t＝loadmax,,*ft(x＝k,y＝l)；

23、loadsystem＝∑loadi,k,l,t；

24、其中，loadmax,,为第y年的第i个负荷站的年最大规划负荷，loadnew,为第y年的新增报装负荷，α为为规划年负荷增长率，loadi,,,为复合类型k的第i个负荷站在日类型为l的某日t时刻对应的负荷预测值，ft(x＝k,y＝l)为负荷类型k且日类型为l的某日t时刻对应的负荷预测标幺值，loadsystem为系统总负荷。

25、优选地，所述建立投资成本最小化目标函数的方法为：

26、

27、其中，和分别为第y年实际电源投资、线路投资和储能投资成本，为第y年的常规机组运行成本总和；

28、为所述投资成本最小化目标函数建立的所述约束模型包括基本参数约束、最大可建容量约束和投资预算约束。

29、优选地，所述基本参数约束包括功率平衡约束、常规机组出力约束和常规机组出力爬坡约束；

30、所述功率平衡约束为：

31、

32、pgen,y,、pre,,、和分别为y年t时刻下的常规机组出力加和值、新能源机组出力加和值、储能放电加和值和储能充电出力加和值，loadsystem,,为y年t时刻下的系统总负荷，loadcut,,为系统切负荷值；

33、所述常规机组出力约束为：

34、

35、和分别为第g个常规机组在t时刻的实际出力和第g个常规机组的装机容量；

36、所述常规机组出力爬坡约束为：

37、

38、和分别为第g个机组的上坡能力和下坡能力。

39、优选地，所述最大可建容量约束包括常规火电机组的最大可建容量约束、可再生能源机组的最大可建容量约束和储能元件的最大可建容量约束；

40、所述常规火电机组的最大可建容量约束为：

41、

42、分别为常规火电机组的装机容量和最大可建装机容量最大限值；

43、所述可再生能源机组的最大可建容量约束为：

44、

45、分别为新能源机组的装机容量和最大可建装机容量最大限值，新能源机组包括风电机组和光伏电机组；

46、所述储能元件的最大可建容量约束为：

47、

48、分别为单个储能元件的容量和总最大可建容量。

49、优选地，所述投资预算约束包括电源投资预算约束、电网投资预算约束和储能投资预算约束；

50、所述电源投资预算约束为：

51、

52、和分别为y年的用于投资建设电源的资金及其预算；

53、所述电网投资预算约束为：

54、

55、和分别为y年的用于投资建设输电线路的资金及其预算；

56、所述储能投资预算约束为：

57、

58、和分别为y年的用于投资建设储能的资金及其预算。

59、优选地，所述求解获取规划方案的方法为：使用数学规划求解器进行求解，输出规划方案

60、本发明还提供面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划系统，应用于以上任意一项所述面向新型电力系统规划的源网荷储协同规划方法，包括：

61、资源管理模块：用于采集电力系统运行各环节设备的基础数据及特性参数数据和管理元件库；

62、系统构建模块：用于根据所述元件库搭建电力系统拓扑结构并进行展示；

63、场景预测模块：用于根据所述基础数据及特性参数数据进行场景预测，包括新能源机组出力预测和负荷预测；

64、目标函数及约束建立模块：用于根据所述基础数据及特性参数数据建立投资成本最小化目标函数及对应的约束模型，并基于此通过分析获取规划方案。

65、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

66、本发明通过对源网荷储各环节的精细化建模，而后通过场景预测模块实现规划年负荷数据、新能源出力数据的预测生成，进而得到的结果更为全面和准确；

67、本发明统筹考虑了源网荷储协同中灵活性资源的协同作用，实现了对规划方案建议的生成和对规划方案的综合评估分析，解决了当前电力系统规划中缺少对源网荷储协同规划作用考虑的问题；

68、本发明搭建投资成本最小化目标函数的时候全方面考虑约束条件，在考虑节约成本的同时全方面考虑和保证了电力系统性能和消耗；

69、本发明设计合理、结构简单，实现该方法的系统搭建较为容易，同时在电力系统的资金消耗上实现最大限度节约，便于推广和应用。